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基于嵌入式的矿井人员定位系统研究

更新时间：2020-03-28 06:53:34 大小：6M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：嵌入式 ZigBee通讯 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

根据国家安监总局公布的年度数据显示,我国各类煤矿事故总数仍是居高不下,实现及时、高效、准确的矿井安全监管系统成为各个涉及矿井安全的企业及部门最为关心的问题。针对此问题本文设计出一套基于嵌入式平台的矿井人员无线监测系统。

本文设计的系统包括一个地面控制中心,四个参考节点,一个盲节点。地面控制中心节点与网关参考节点之间采用串行通信,网关参考节点与其他参考节点之间采用ZigBee通讯,盲节点与网关参考节点通过ZigBee通讯。地面控制中心采用ARM-11平台实现,在ARM-11上采用Linux操作系统为软件平台开发了中心控制程序,人机交互控制采用了触摸屏控制方式。采用五个CC-2430节点,其中一个作为网关节点,其余四个作为参考节点。一个CC-2431作为盲节点。各个节点采用C51单片机进行控制,ZigBee接口采用TI公司的专业控制芯片。

地面控制中心的图形界面是利用QT技术开发,利用C++图像库和串行通信库构建了本文的软件系统;各个节点(包括参考节点和盲节点)的C51采用C语言实现。首先启动网关节点,保持与ARM-11数据连通,其次启动四个参考节点,将预先设定位置信息通过无线传输发送给网关节点。之后启动盲节点,盲节点通过接受四个参考节点无线信号强度计算出自身位置信息,再与航位算法定位信息数据融合处理,将最终的位置信息发送给网关节点。网关节点将实时收集所有无线信息并且发送给ARM-11,从而保证数据显示的实时性,连续性和可靠性。

该系统使用的定位算法是优化后的ZigBee定位算法,基于运动估计算法进行无线人员定位,将信号强度指示和航位定位算法融合在一起,通过加权平均的算法实现数据平滑处理。最终改善了ZigBee的定位精度,增强了ZigBee定位的范围,进而较高精度地估计出矿井人员的运动轨迹和定位信息,为矿井的安全管理提供一个坚实的数据支撑。

通过大量的试验和理论证明,基于嵌入式平台的矿井人员定位系统可以较为准确的实现矿井人员的定位。